Biblioteca de Ciencias Oxford

Átomos y Elementos 3

Gases – El aire

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• Uno podría pensar que los gases son sustancias malolientes, desagradables y que contaminan la atmósfera.

• Algunos sí …

• … pero la misma atmósfera está compuesta de aire, que es una mezcla de gases que no podemos ver ni oler.

• El aire está compuesto principalmente por nitrógeno y por oxígeno.

• Necesitamos oxígeno para vivir.

Gases

• Los líquidos se transforman en gas cuando llegan a su punto de ebullición, que para el agua es de 100 ºC.

• Sin embargo, muchas sustancias requieren de muy altas temperaturas para pasar al estado gaseoso.

• El hierro fundido necesita llegar a 3000 ºC para evaporarse.

• Un gas se vuelve líquido al enfriarlo lo suficiente ( se condensa) o al aplicar altas presiones (comprimiéndolo).

Partículas veloces

• Al igual que los líquidos, los gases no tienen una forma determinada y fluyen fácilmente, son fluidos.

• Pero, a diferencia de los líquidos, los gases llenarán completamente cualquier recipiente que los contenga.

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• Es posible comprimir un gas para que quepa en un envase más pequeño …

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• … pero al ponerlo en uno más grande, se expandirá para rellenar completamente el mayor espacio.

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• Este comportamiento se debe a que los gases están constituidos por partículas (como los átomos) que se mueven muy rápidamente …

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• … por lo que estas partículas pueden evadir las fuerzas que tratan de mantenerlas unidas.

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• Las partículas están constantemente chocando entre ellas y contra las paredes del recipiente, lo que ejerce presión en ellas.

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• Al calentar un gas, las partículas captan más energía para moverse aun más rápidamente, aumentando la presión del gas.

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• Por esto, un inflador de bicicleta se calienta cuando se usa para inflar las ruedas.

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Miscelánea

• 1. A temperatura ambiente, las partículas en el aire se mueven a 1800 km por hora …

• … la misma velocidad a la que una bala sale de un rifle.

• 2. Actualmente los dirigibles usan gas helio, que es más liviano que el aire, por lo tanto flota.

• Los primeros dirigibles utilizaban hidrógeno, también más liviano que el aire.

• Sin embargo, el hidrógeno originó grandes desastres al incendiarse fácilmente.

La tragedia del Hindenburg

• El LZ 129 Hindenburg fue un dirigible alemán tipo zeppelín, la aeronave más grande jamás construida.

• Se incendió cuando aterrizaba en Nueva Jersey en 1937, causando la muerte de 35 personas (un tercio de las personas a bordo).

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• El Hindenburg era más largo que tres Boeing 747 juntos.

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• El 6/05/1937 el Hindenburg se acercó a la base de amarre en la Estación Aeronaval de Lakehurst (Nueva Jersey).

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• A las 19:25 se observó a popa un destello de fuego de San Telmo (chispas extensas e inermes de electricidad estática).

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• Había una tormenta eléctrica y el aire estaba cargado eléctricamente.

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• Repentinamente, se prendió fuego en la parte superior de la popa, extendiéndose casi instantáneamente por todo el dirigible …

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• … mientras la estructura caía lentamente sobre los pasajeros que saltaban desde una altura de 15 m.

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• Conozca más sobre la tragedia del Zeppelín en este video de la época.

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• En la actualidad aun hay dirigibles, pero ya no emplean hidrógeno sino helio.

• Estamos rodeados de gases.

• Si bien son invisibles e inodoros …

• … podemos sentirlos cuando entran y salen suavemente del cuerpo …

• … durante la respiración …

• … o cuando nos roza la piel una suave brisa.

Aire

• La mezcla de gases que nos rodea se denomina aire.

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• El aire forma una gruesa capa llamada atmósfera alrededor de la Tierra.

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• El aire está principalmente constituido por nitrógeno y oxígeno, pero existen pequeñas cantidades de otros gases como el CO2.

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Importancia del aire

• Para los seres humanos y los animales el gas más importante en el aire es el oxígeno.

• Necesitamos respirar oxígeno para que nuestros cuerpos funcionen …

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• … sin oxígeno moriríamos.

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• Exhalamos otro gas llamado dióxido de carbono.

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• Las plantas necesitan el dióxido de carbono.

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• Utilizan la energía solar para combinar el CO2 con agua y así elaborar su propio alimento.

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• Durante este proceso, fabrican oxígeno.

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• Las proteínas, parte esencial de nuestros cuerpos, son productos químicos que contienen nitrógeno.

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• Las fábricas pueden convertir el nitrógeno presente en el aire en fertilizante para los cultivos …

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• … pero también liberan gases contaminantes en la atmósfera, al igual que los automóviles.

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Presión del aire

• La atmósfera tiene cientos de kilómetros de espesor.

• Pese a que el aire se vuelve muy delgado a gran altura, hay mucho aire comprimiéndonos.

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• A nivel del mar existe una presión de 1 Kg. de fuerza por cada centímetro cuadrado del cuerpo.

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• Esta presión no se siente porque los líquidos corporales también están igualmente presurizados, equilibrándola.

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Miscelánea

• 1. Al calentar el aire dentro de un globo, se vuelve menos denso (más delgado) que el aire que lo rodea …

• … y el aire sube, elevando al mismo tiempo el globo.

• 2. A nivel del mar, el peso del aire es de 1 kg. Por cada centímetro cuadrado (100 000 pascales).

• A medida que se asciende, la presión disminuye rápidamente.

• 3. Conozca más sobre las capas de la atmósfera en el siguiente video …

¿Por qué siempre hay viento en la playa?

• Sin importar si es verano o invierno la playa siempre es un lugar donde hay mucho viento, a este viento se le conoce como brisa marina.

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• La arena refleja la luz del sol menos que el agua es por ello que la arena se calienta más rápido...

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• .... cuando esto sucede el aire caliente que está sobre la arena sube y el aire de arriba que es más frío baja, a esto se le llama convección.

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• Este movimiento de aire es el que produce el viento de la playa que va desde la tierra hasta el mar.

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• Por lo contrario en las noches la arena se enfría más rápido que el mar y genera nuevamente este movimiento de aire con el cual se genera viento que va desde el mar hasta la tierra.

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• Estos movimientos de aire caliente y frío son los que provocan que en la playa siempre haya viento.

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La presión y el clima

• La presión atmosférica determina el clima en el planeta Tierra.

• La velocidad de los vientos está relacionado con las zonas de presión altas o bajas.

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• Los cambios en la presión atmosférica generan los ciclones y los anticiclones.

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• Y los cambios en la presión también generan los monzones.

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• La presión atmosférica está relacionada con las corrientes marinas.

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• La presión también determina el clima en las montañas

Átomos 3 - Fin

Leonardo Sánchez Coello

Barranca – Noviembre de 2011

http://pepascientificas.blogspot.com

• Anexo: Barómetro casero

http://html.rincondelvago.com/presion-atmosferica.html

• Anexo 1. ¿Por qué siempre hay viento en la playa?

http://froggerenelmundo.blogspot.com/2010/08/por-que-siempre-hay-viento-en-la-playa.html

• Mega imagen de la atmósfera....

http://www.astrosurf.com/astronosur/atmosfera_terrestre.htm

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http://web.gccaz.edu/~lnewman/gph111/topic_units/Pressure_winds/pressure/pressure2.html

http://faculty.sdmiramar.edu/fgarces/zCourse/All_Year/Ch100_OL/aMy_FileLec/04OL_LecNotes_Ch100/07_Gas/701_GasLaws/701_GasLaws.htm

• Anexo: Barómetro casero

http://html.rincondelvago.com/presion-atmosferica.html

• Anexo 1. ¿Por qué siempre hay viento en la playa?

http://froggerenelmundo.blogspot.com/2010/08/por-que-siempre-hay-viento-en-la-playa.html

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